曾勇生

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改進(jìn)鍋爐水壓試驗(yàn)方法

曾勇生

（廣東粵華發(fā)電有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510730）

從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，闡明黃埔發(fā)電廠2臺(tái)330 MW單元機(jī)組鍋爐水壓試驗(yàn)的操作方法，并對(duì)系統(tǒng)改造后的操作方法進(jìn)行分析比較。改造后簡便了操作步驟，節(jié)約了廠用電，提高了經(jīng)濟(jì)效益，另外，延長了汽輪機(jī)檢修時(shí)間，保證了相關(guān)設(shè)備的檢修質(zhì)量。

鍋爐；水壓試驗(yàn)；操作方法；機(jī)組效率

黃埔發(fā)電廠1990-11投產(chǎn)2臺(tái)30萬千瓦亞臨界一次中間再熱單軸四缸四排汽沖動(dòng)凝汽式燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組。鍋爐1 025 t/h亞臨界壓力中間再熱露天布置燃煤UP型直流鍋爐，之后改進(jìn)為33萬千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組。

1 鍋爐水壓試驗(yàn)的必要性

鍋爐水壓試驗(yàn)是檢查鍋爐承壓部件的嚴(yán)密性試驗(yàn)，是保證鍋爐安全運(yùn)行的重要措施之一，根據(jù)《電力工業(yè)部鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，每次大小一修，局部受熱面臨修后，均應(yīng)對(duì)鍋爐承壓元件進(jìn)行工作壓力的水壓試驗(yàn)，因此，做好水壓試驗(yàn)的每一項(xiàng)操作，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行非常重要。

2 鍋爐水壓試驗(yàn)的有關(guān)設(shè)備簡介及運(yùn)行方式

黃埔發(fā)電廠2臺(tái)330 MW機(jī)組，2臺(tái)機(jī)組之間都統(tǒng)一配置相同型號(hào)、性能相近的設(shè)備，每臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行控制方式為一機(jī)一爐配置，機(jī)爐電整體監(jiān)視和集中控制的單元制機(jī)組，配SG-1025/16.7-M313直流N330-165/535/535汽輪機(jī)，汽機(jī)主要輔助設(shè)備有2臺(tái)并聯(lián)凝結(jié)水泵，2臺(tái)并聯(lián)凝升泵，正常運(yùn)行時(shí)單臺(tái)凝結(jié)水泵和單臺(tái)凝升泵串聯(lián)運(yùn)行，另1臺(tái)備用，在給水系統(tǒng)中配置2臺(tái)汽動(dòng)給水泵，1臺(tái)電動(dòng)給水泵作備用。其運(yùn)行流程為凝結(jié)水泵串凝升泵經(jīng)低壓加熱器至除氧器，再由給水泵從除氧器經(jīng)高壓加熱器到鍋爐。其中高壓加熱器凝結(jié)疏水直接回收除氧器，低加疏水由低加疏水泵打至除氧器回收利用。

2.1 水壓試驗(yàn)的有關(guān)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)

水壓試驗(yàn)水泵參數(shù)如表1所示。

G6-7（165）-3型小汽輪機(jī)參數(shù)：最大功率為6 MW；正常轉(zhuǎn)速范圍為4 000～5 750 r/min；油動(dòng)機(jī)行程為低壓0～122 mm，高壓0～48.75 mm；電泵額定功率為5 500 kW；循泵額定功率為1 600 kW；凝泵額定功率為315 kW；凝升泵額定功率為630 kW。

回?zé)岢槠r與抽汽點(diǎn)如表2所示。

表1 水壓試驗(yàn)水泵參數(shù)

水泵參數(shù) 電壓/V額定電流/A流量/（T/H）揚(yáng)程/MPA 凝結(jié)水泵600036.48100.824 凝升泵6000727952 電動(dòng)給水泵600059054524

表2 回?zé)岢槠r與抽汽點(diǎn)

加熱器參數(shù)抽汽 1段2段3段4段5段6 段7段8段 對(duì)應(yīng)加熱器#3高加#2高加#1高加除O2#4低加#3低加#2低加#1低加 抽汽量49.686.838.221.53151.438.3 加熱器出口溫度263239.6194.816514712587 上級(jí)疏水量13549.22 3183.2 本級(jí)疏水量17213549.22 31.383.212220.3

2.2 水壓試驗(yàn)的操作步驟

每次爐水壓試驗(yàn)汽機(jī)必須按以下順序進(jìn)行：①必須具備循環(huán)水、工業(yè)冷卻水。②建立凝汽器水位。③凝結(jié)水系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行。④除氧器建立正常水位。⑤凝結(jié)水系統(tǒng)循環(huán)及除氧加熱。⑥啟動(dòng)給水泵向鍋爐送水。⑦鍋爐的低流量進(jìn)水查漏。⑧給水升壓工作壓力檢查。

要完成鍋爐的水壓試驗(yàn)，不僅操作系統(tǒng)復(fù)雜繁多，而且操作過程時(shí)間長。特別是當(dāng)任一環(huán)節(jié)、任一設(shè)備不能滿足運(yùn)行要求時(shí)，都會(huì)使整個(gè)過程中止而延誤整個(gè)試水壓過程。由實(shí)際操作過程可知，從建立凝汽器水位到啟動(dòng)給水泵階段，由于系統(tǒng)檢查操作步驟多，加上升溫升壓的限制，這個(gè)過程往往需要3～4 h完成。

從鍋爐進(jìn)水到最后進(jìn)行工作檢查，主要受升壓速度的限制，根據(jù)《330 MW運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定，鍋爐進(jìn)水時(shí)控制給水流量60～150 t/h緩慢進(jìn)水，放清爐本體空氣，查漏，控制升壓速度0.2～0.3 MPa/min，對(duì)工作壓力進(jìn)行檢查。在此階段又要消耗3～4 h。

整個(gè)水壓試驗(yàn)過程，不但操作復(fù)雜、耗時(shí)過長，而且啟動(dòng)輔機(jī)設(shè)備多，從而造成廠用電損失巨大，這也是造成廠用電損失大的最主要原因。因此在鍋爐水壓試驗(yàn)過程中簡化操作過程，節(jié)約廠用電，有著極其重要的意義。

3 解決方法及提出方案

要解決以上問題，只有通過系統(tǒng)改造來實(shí)現(xiàn)。從現(xiàn)實(shí)情況來看，在單元制機(jī)組中，幾臺(tái)機(jī)組同時(shí)檢修的可能性不大，因此水壓試驗(yàn)機(jī)組可充分利用運(yùn)行機(jī)組的潛力。根據(jù)《鍋爐監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，鍋爐進(jìn)水溫度控制在20～70 ℃。因此我們可在運(yùn)行機(jī)組（鄰機(jī)）中的#2低加進(jìn)口處互相設(shè)置聯(lián)通管，各機(jī)之間用聯(lián)絡(luò)門加以控制。然后在聯(lián)通管又各接管至試水壓爐（本爐）的給水母管給水調(diào)整門后，之間再用門控制。這樣就可以從運(yùn)行機(jī)組中引水至本爐，作為本爐冷態(tài)低流量進(jìn)水。當(dāng)?shù)土髁窟M(jìn)水滿水時(shí)，改用鄰機(jī)給水升壓門作為本爐給水升壓。為方便區(qū)別和操作，我們把加裝聯(lián)絡(luò)門編號(hào)為#5機(jī)試水壓1門和2門，#6機(jī)編號(hào)為試水壓3門和4門。在給水母管處聯(lián)絡(luò)門編號(hào)為#5爐升壓1門和2門，#6爐升壓3門和4門。水壓試驗(yàn)相關(guān)系統(tǒng)如圖1所示。

再熱器的水壓試驗(yàn)，可在鄰機(jī)給水泵中間抽頭中接聯(lián)通管至本爐再熱器。本爐再熱器水壓試驗(yàn)時(shí)用鄰機(jī)給水泵中間抽頭作為本爐試水壓。

圖1 水壓試驗(yàn)相關(guān)系統(tǒng)

4 方案分析

理論上分析，黃埔發(fā)電廠2臺(tái)330 MW機(jī)組，帶額定負(fù)荷時(shí)，由表1可知，鍋爐的給水流量為1 025 t/h，凝結(jié)水系統(tǒng)中凝升泵額定出力為800 t/h，電流為72 A，而#1～#3段抽汽所對(duì)應(yīng)高加凝結(jié)疏水共135 t/h，直接排到除氧器，而#4～#7段抽汽所對(duì)應(yīng)的除氧器及低加疏水通過疏水泵也打至除氧器，這8段的疏水總量在帶額定負(fù)荷時(shí)足有350 t/h，扣除凝結(jié)水系統(tǒng)中冷卻密封水。因而凝結(jié)水系統(tǒng)中凝結(jié)水流量只需700 t/h，就可滿足帶額定負(fù)荷，這也說明凝結(jié)水泵凝升泵有足夠出力富余。在實(shí)際生產(chǎn)中也證明了，帶額定負(fù)荷時(shí)凝結(jié)水泵電流在26～28 A之間，凝升泵電流為52～60 A，凝結(jié)水流量在650～700 t/h。理論和實(shí)踐都證明了系統(tǒng)中有100多噸富余。按《規(guī)程》規(guī)定，鍋爐進(jìn)水時(shí)流量為60～150 t/h，升壓速率0.2～0.3 MPa/min的要求，因此從運(yùn)行的凝結(jié)水系統(tǒng)中取水可滿足運(yùn)行要求。

當(dāng)鍋爐滿水后，壓力升至2 MPa時(shí)，改用鄰機(jī)給水母管對(duì)本爐進(jìn)行升壓。從我廠330 MW機(jī)組給水泵及小汽輪機(jī)技術(shù)參數(shù)可知，給泵的流量出力為580 t/h，小機(jī)最大功率為6 MW，連續(xù)運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍4 000～5 750 r/min。出口壓力24 MPa，而實(shí)際運(yùn)行中，帶額定負(fù)荷時(shí)，給泵流量為450 t/h左右，小機(jī)轉(zhuǎn)速在5 200～5 400 r/min范圍，出口壓力21～22 MPa之間，因此運(yùn)行給水泵也能滿足鍋爐水壓試驗(yàn)升壓的基本要求。

5 改進(jìn)后的操作步驟

改進(jìn)后的鍋爐滿足以下進(jìn)水條件（以#6爐試水壓為例）：①檢查關(guān)閉本爐（#6爐）試水壓3、4門，開啟鄰爐（#5爐）試水壓1、2門。②檢查鄰爐本爐升壓門關(guān)閉。③緩慢開啟本爐（#6爐）升壓3、4門，控制進(jìn)水流量60～150 t/h，壓力升速率0.2～0.3 MPa。④當(dāng)鍋爐水壓升至1 MPa時(shí)，暫停升壓，查漏人員對(duì)受壓進(jìn)行全面檢查。⑤當(dāng)鍋爐水壓升至2 Pa時(shí)，全面檢查后鄰爐（#5爐）給水升壓門進(jìn)行升壓。⑥關(guān)閉鄰機(jī)試水壓1、2門。⑦緩慢開啟鄰（#5）升壓1、2門，控制升壓速率至工作壓力。

再熱器的水壓試驗(yàn)：①汽機(jī)有關(guān)進(jìn)汽管道加裝堵板。②檢查本機(jī)給泵中間抽頭試水壓門關(guān)閉。③開啟鄰機(jī)給泵中間抽頭試水壓門進(jìn)行試水壓。

6 改進(jìn)后的操作注意事項(xiàng)及有關(guān)防范措施

系統(tǒng)改造后，進(jìn)行水壓試驗(yàn)的各項(xiàng)操作，一定要認(rèn)真細(xì)致，必須檢查清楚。當(dāng)開啟運(yùn)行中（鄰機(jī)）系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意運(yùn)行機(jī)組的參數(shù)變化，操作要緩慢。在有影響運(yùn)行機(jī)組安全行為時(shí)，應(yīng)立即停止操作，同時(shí)迅速采取措施，以免影響運(yùn)行機(jī)組安全運(yùn)行。水壓試驗(yàn)必須統(tǒng)一接受指揮，要有專人監(jiān)視壓力，嚴(yán)防超壓。升壓速率要控制平穩(wěn)，不參與試驗(yàn)的部分要做好隔絕措施。

系統(tǒng)改造后可能容易出現(xiàn)的問題及針對(duì)性防范措施主要有以下幾點(diǎn)：①由于利用運(yùn)行機(jī)組的凝結(jié)水進(jìn)行進(jìn)水，當(dāng)運(yùn)行機(jī)組的凝結(jié)水泵凝升泵電流超限、流量不足時(shí)，可啟動(dòng)運(yùn)行機(jī)組中的備用凝升泵來加大凝結(jié)水出力，以滿足運(yùn)行機(jī)組和試水壓機(jī)組的要求。當(dāng)關(guān)小試水壓的進(jìn)水仍無法消除時(shí)，應(yīng)立即停止試水壓的各項(xiàng)操作，確保運(yùn)行機(jī)組的安全。②當(dāng)運(yùn)行機(jī)組出現(xiàn)凝汽器水位、除氧器水位下降較快時(shí)，應(yīng)及時(shí)加大凝汽器補(bǔ)水，開啟補(bǔ)水泵，同時(shí)減小試水壓的進(jìn)水流量，無法消除時(shí)停止試水壓的操作。③在開啟運(yùn)行中的給水升壓門時(shí)，應(yīng)注意關(guān)注給水泵運(yùn)行情況，檢查泵的出力、轉(zhuǎn)速、震動(dòng)、壓力等參數(shù)不超限。必要時(shí)可啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，當(dāng)無法維持時(shí)停止試水壓的操作。④當(dāng)開啟運(yùn)行中給水升壓門時(shí)，應(yīng)檢查運(yùn)行中和水壓試驗(yàn)機(jī)組的水壓試驗(yàn)門是否關(guān)閉嚴(yán)密，以防高壓給水進(jìn)入凝結(jié)水系統(tǒng)中，使低壓系統(tǒng)不能承受而損壞設(shè)備。

7 帶來的經(jīng)濟(jì)效益

系統(tǒng)改造后，降低了啟動(dòng)循環(huán)水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)的頻率。簡化了操作步驟，同時(shí)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。以下粗略計(jì)算帶來的經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)額定負(fù)荷各泵電流，電壓的實(shí)際情況如下。

凝結(jié)水泵P1 =1.732 Iucos&=1.732×30×6 000×COS&=265 000=265 kW。

凝升泵P2=1.732 Iucos&=1.732×60×6 000×COS&=530 000=530 kW。

電動(dòng)給水泵P3 =1.732 Iucos&=1.732×450×6 000×COS&=39 749 400=3 975 kW。

循環(huán)水泵P4 =1.732 Iucos&=1.732×165×6 000×COS&=1 457 478=1 475 kW。

節(jié)省總電量=P1+P2+P3+P4=265+530+3 975+1 475=6 245 kW。

扣除運(yùn)行中凝結(jié)水泵，凝升泵帶額定功率損耗=（315+630）－（265+530）=150 kW。所以整個(gè)試水壓過程按8 h計(jì)算，節(jié)約總電量約為48 000 kW/h。當(dāng)然其中還應(yīng)扣除2臺(tái)小機(jī)帶額定負(fù)荷所消耗的汽耗。

8 結(jié)束語

系統(tǒng)經(jīng)過改造后，機(jī)組檢修工期的時(shí)間很充裕，可以對(duì)關(guān)鍵汽輪機(jī)相關(guān)設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行檢修，從而保證檢修質(zhì)量。另外，機(jī)組效率得到提高，也取得了一定經(jīng)濟(jì)效益。在現(xiàn)階段燃煤電廠經(jīng)營壓力較大的情況下，是一個(gè)相對(duì)較好的技術(shù)改造方案。

［1］鄭偉林，馮國強(qiáng)，何國鋒.廣東粵華發(fā)電有限責(zé)任公司330 MW機(jī)組鍋爐運(yùn)行規(guī)程及系統(tǒng)圖［Z］.廣州：廣東粵華發(fā)電有限責(zé)任公司，2007.

2095－6835（2018）23－0097－03

TM621.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.23.097

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕